уперше встановлено, що при потраплянні пульпи у середину барабана магнітного сепаратора в результаті розгерметизації активна потужність приводного електродвигуна сепаратора різко збільшується, а при затиранні барабана сепаратора у спектральній щільності центрованого випадкового процесу коливань сигналу активної потужності з'являється максимум на частоті обертання барабана сепаратора. Це забезпечує використання цих нових закономірностей для технічного контролю стану магнітних сепараторів.
Практичне значення одержаних результатів:
застосування розробленої диференціальної системи автоматичної оптимізації процесів механічної класифікації та магнітної сепарації забезпечує без пошукових пробних коливань підтримування максимальної продуктивності комплексу магнітної сепарації за витягнутим залізом і зменшення дисперсії коливань масової частини заліза в концентраті, а також зниження питомої витрати електроенергії на 5% й підвищення вмісту заліза в концентраті на 1,6%;
використання розроблених методів автоматичного контролю технічного стану працюючих магнітних сепараторів забезпечує оперативність виявлення, відключення й ремонту несправних магнітних сепараторів, що скорочує час простою технологічного устаткування і підвищує продуктивність збагачувальної фабрики;
застосування вбудованих у магнітні сепаратори систем автоматичного контролю, заснованих на розроблених методах, розширює функціональні можливості промислових магнітних сепараторів, підвищує їх технічний рівень і конкурентоспроможність;
автоматичне управління кількістю паралельно працюючих магнітних сепараторів, що являють собою фронт магнітної сепарації, збільшує ефективність оперативно-диспетчерського управління процесами магнітної сепарації при коливаннях продуктивності подрібнювальних агрегатів і фізико-механічних властивостей збагачуваної руди, що підвищує вихід концентрату на 2%;
очікуваний річний економічний ефект від використання результатів дисертації становить сто тисяч гривень на одну секцію збагачення.
Впровадження результатів роботи:
За результатами дисертації розроблені технічні пропозиції, методики та рекомендації з автоматичного контролю й оптимізації технологічних комплексів магнітної сепарації, що використані ВАТ "Проектний і проектно-конструкторський інститут "Металургавтоматика" при розробці АСУТП збагачувальної фабрики Інгулецького ГЗК. Це підвищило ефективність систем автоматичного контролю й оптимізації процесів магнітної сепарації та надійність інформаційного забезпечення, спростило структуру комплексу технічних засобів, скоротило терміни розробки та витрати на створення АСУТП.
Дніпромашзбагачення використав результати дисертації при проектуванні магнітних сепараторів із вбудованою системою автоматичного контролю технічного стану. Це розширило функціональні можливості промислових магнітних сепараторів, підвищило їх технічний рівень і конкурентоспроможність.
На Інгулецькому ГЗК дані технічні пропозиції, методики та рекомендації використані при автоматичному контролі технічного стану магнітних сепараторів, управлінні фронтом і оптимізації процесів магнітної сепарації, що забезпечило зниження питомої витрати електроенергії на тонну залізорудного концентрату, а також підвищення виходу, якості й стабільності концентрату.
Особистий внесок здобувача. Усі наукові положення та результати, що виносяться на захист, отримані автором самостійно. Здобувач брав участь у проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів методами математичної статистики, упровадженні результатів роботи в промисловість.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на наступних науково-технічних конференціях: "Інтегровані системи управління в гірничо-металургійному комплексі" (м. Кривий Ріг, 2006); 10-й ювілейній міждержавній науково-методичній конференції "Проблеми математичного моделювання" (м. Дніпродзержинськ, 2006); 13-й міжнародній конференції з автоматичного управління "Автоматика-2006" (м. Вінниця, 2006).
Публікації. За матеріалами досліджень, виконаних у дисертації, опубліковані 6 статей у фахових журналах і збірниках наукових праць та 2 тези доповідей на науково-технічних конференціях.
Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг роботи - 158 сторінок, із них 137 сторінок - основний текст.д.исертація містить 63 рисунки, список використаних джерел із 152 найменувань і 2 додатки.
Основний зміст роботи:
У вступі відзначено, що питаннями автоматизації технологічних процесів на збагачувальних фабриках присвячені роботи вчених: Барського Л.А., Бунько В.А., Власова К.П., Воронова В.А., Зобніна Б.Б., Качана Ю.Г., Козіна В.З., Кочури Є.В., Марюти О.М., Младецького І.К., Нестєрова Г.С., Процуто В.С., Тіхонова О.М., Тропа А. Є., Ульшина В.А., Хорольского В.П., А. Лінча, Д. Гільберта, Д. Хербста.
Обґрунтована актуальність і доцільність роботи, наведений зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульована мета, задачі досліджень, викладені наукова новизна, практичне значення та реалізація результатів дисертаційних досліджень, зазначений особистий внесок здобувача, наведена апробація отриманих результатів і публікацій.
У першому розділі проведений літературний огляд і аналіз технологічних схем, процесів та апаратів магнітної сепарації з позицій задач управління. Розглянуті існуючі методи, технічні засоби і системи автоматичного контролю й оптимізації процесів магнітної сепарації залізних руд. Аналіз сучасного стану управління процесами магнітної сепарації продемонстрував, що до нинішнього часу:
відсутні методи надійного автоматичного детектування оптимального технологічного режиму магнітної сепарації без пошукових пробних кроків за максимумом активної потужності, споживаної приводним двигуном магнітного сепаратора;
відсутні методи автоматичного визначення кількості паралельно працюючих магнітних сепараторів і автоматичного управління фронтом магнітної сепарації за енергетичними змінними магнітних сепараторів;
не розроблене наукове обґрунтування автоматичної роздільної оцінки частот коливань текстурних і текстурно-структурних властивостей руди;
не розроблені методи автоматичного технічного контролю барабанних магнітних сепараторів за електричними змінними, що не забезпечує ефективне застосування промислових сепараторів як природних аналізаторів результатів рудопідготовки.
У другому розділі виконані дослідження статичних характеристик різних технологічних комплексів магнітної сепарації руд. На підставі теоретичного узагальнення отримані теоретичні статичні характеристики барабанного магнітного сепаратора, що являють собою залежності продуктивності магнітного сепаратора за витягнутим в концентрат і втраченим у хвостах залізом від крупності подрібнених часток руди в зливі класифікатора з урахуванням моделей розкриття руди.
Попередніми дослідженнями встановлено, що активна потужність приводного електродвигуна барабана магнітного сепаратора визначається продуктивністю магнітного сепаратора за витягнутим в концентрат залізом при збагаченні магнетитових руд. Досліджені особливості формування сигналів активної потужності приводних електродвигунів барабанів магнітних сепараторів, що працюють в технологічних комплексах з перечищенням концентрату та хвостів, а також у технологічних комплексах магнітної сепарації з паралельно працюючими магнітними сепараторами. Експериментальні статичні характеристики магнітних сепараторів типу ПБМ - ПП-120/300 наведені на рис.1,2.
Рівняння статичних характеристик паралельно працюючих магнітних сепараторів мають вигляд:
, (1)
де , - довірчі інтервали.
Рис.1. Експериментальні статичні характеристики двох паралельно працюючих магнітних сепараторів, де: 1, 2 - магнітні сепаратори; 3, 4 - електродвигуни; 5, 6 - вимірювальні перетворювачі активної потужності; P1, P2 - вихідні токові сигнали вимірювальних перетворювачів активної потужності; B - витрата води; g - густина зливу класифікатора.
Рис.2. Експериментальні статичні характеристики комплексу магнітної сепарації з перечищенням промпродукту, де: 1, 2 - магнітні сепаратори; 3, 4 - електродвигуни; 5, 6 - вимірювальні перетворювачі активної потужності; P1, P2 - вихідні токові сигнали вимірювальних перетворювачів активної потужності; B - витрата води; g - густина зливу класифікатора.
Рівняння статичних характеристик магнітних сепараторів, що працюють у комплексі з перечищенням промпродукту мають вигляд:
, (2)
Аналіз отриманих статичних характеристик показав можливість побудови диференціальних безпошукових систем автоматичної оптимізації технологічних комплексів магнітної сепарації.
Третій розділ присвячений розробці й дослідженню методів автоматичного контролю технологічних комплексів мокрої магнітної сепарації.
Для автоматичного контролю ефективності усереднення руди розроблений метод, заснований на сумісному спектральному аналізі центрованих випадкових процесів зміни у часі сигналів активної потужності електродвигунів млина, спіральних класифікаторів і магнітних сепараторів першої стадії збагачення та масової частини заліза у руді й питомої роботи подрібнення, що характеризує її твердість та крупність або текстурні властивості руди. Експериментально одержані спектральні щільності наведені на рис.3,4.
Рис. 3. Спектральні щільності інформаційних параметрів, де: - спектральна щільність центрованого випадкового процесу зміни у часі масової частини заліза у первинній руді; - спектральна щільність центрованого випадкового процесу зміни у часі масової частини заліза в промпродукті сепаратора, - спектральна щільність сигналів активної потужності приводного електродвигуна магнітного сепаратора; , - граничні частоти; , - резонансні частоти.
Рис. 4. Спектральні щільності інформаційних параметрів, де: - спектральна щільність центрованого випадкового процесу зміни у часі питомої роботи подрібнення руди; , - відповідно спектральна щільність сигналів активної потужності приводних електродвигунів млина і класифікатора; - резонансна частота; , - граничні частоти.
Спектральні щільності центрованих випадкових процесів коливань масової частини заліза у первинній руді та у промпродукті визначаються і текстурними, і структурними властивостями руди. З аналізу рис.3 випливає, що спектральна щільність сигналу активної потужності двигуна сепаратора збігається за резонансними частотами зі спектральними щільностями і . Точність збігу за частотами і менша ніж 5%, тому непрямою характеристикою коливань текстурно-структурних властивостей руди є спектральна щільність сигналу активної потужності, споживаної приводним електродвигуном магнітного сепаратора . Ця спектральна щільність у загальному випадку має множину характерних частот А:
Страницы: 1, 2, 3, 4
